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【48812】【科技日报】我学者经过电子云调控发现石墨相变新机制

来源:bob综合手机版    发布时间:2024-06-21 17:52:37

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  科技日报讯 (记者吴长锋)记者从中国科学技术大学了解到,该校朱彦武教授团队经过原位X射线研讨,结合榜首原理核算提出了3R石墨到2H石墨的层间滑移途径,并经过研讨同一区域触摸氮化锂前后的薄层石墨拉曼信号改变,确认了其电荷状况改变。相关效果日前宣布在闻名学术期刊《纳米快报》上。

  作为锂离子电池负极、石墨烯制备等范畴的重要原资料,石墨一般包括两种晶格结构:六方相(简称2H相)和菱形相(简称3R相)。其间,2H相能量较低,在粉体中占比较高;3R相能量较高,在粉体一般占比较低。但随着石墨颗粒碎化,片径减小,3R相占比逐步升高,最高可达50%。

  最近研讨标明,3R相石墨能带结构中包括三维狄拉克锥,电子态具有空隙,在低温下电子传输受外表态分配;3R堆叠方式的三层石墨烯外表具有的平整能带有助于发生强相关现象,由此发生具有自发对称性破缺,例如铁磁有序态和外表超导态。在已有的石墨相变研讨中,为将石墨粉体中的3R相悉数改变为2H相,常需要对其进行高温度高压力石墨化处理,或采取了激光加热、焦耳热等手法,所需条件严苛,能耗较大。

  科研人员经过长时间研讨之后发现,在石墨粉体中参加少数氮化锂晶体粉末,即可在较低温度下完成大范围片径尺度宏量石墨粉体中的3R相向2H相彻底改变。进一步研讨之后发现,该条件下石墨相变机理为:功函数差异导致氮化锂晶体粉末在触摸石墨时将部分电子转移至石墨的共轭π电子云,使得石墨层距离反常增大,然后显着下降石墨层间滑移能垒,使得3R相得以在愈加温文条件下改变为2H相。

  这项研讨效果经过对石墨电子云形状进行调控,有望完成对石墨堆叠形状和性质的准确操控,也为其他碳基资料结构调控及新式碳资料制备供给了新思路。